Verfahren zur Erzeugung von Intensitätsschwankungen eines Lichtstrahlenbündels
durch Lagenänderung eines Körpers Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen
zur Erzeugung von Intensitätsschwankungen eines Lichtstrahlenbündels, bei denen
bereits durch eine sehr geringe Bewegung eines Körpers das Lichtstrahlenbündel völlig
ausgelöscht wird. Man hat dieses Ziel bisher dadurch zu erreichen gesucht, daß man
zwei Gitter mit sehr schmalen Schlitzen unmittelbar hintereinander so in das Lichtstrahlenbündel
gebracht hat, daß die Gitterebenen senkrecht auf der Bündelachse standen und die
Schlitze beider Gitter parallel zueinander verliefen. Stand dann das eine der Gitter
fest, so konnte man durch eine Bewegung des zweiten die Lichtstrahlen mehr oder
weniger 'abschneiden. Weiterhin hat man dann vorgeschlagen, zwei feststehende Gitter
in größerer Entfernung voneinander in das Lichtbündel einzuschalten und das erste
Gitter mit Hilfe eines Spiegels o. dgl. auf das zweite Gitter abzubilden, so daß
zur Erzeugung der Intensitätsänderung nur noch das abbildende Element, also z. B.
der Spiegel, zu bewegen war. Beide Einrichtungen haben den Nachteil, daß durch die
Stege des Gitters mindestens die -Hälfte aller Lichtstrahlen stets abgeschnitten
wird, also die Hälfte des Lichtes ungenützt bleibt.Method for generating intensity fluctuations in a light beam
by changing the position of a body The present invention relates to devices
for generating intensity fluctuations of a light beam, in which
the bundle of light rays is completely removed by a very slight movement of a body
is extinguished. Up to now one has tried to achieve this goal by
two grids with very narrow slits directly behind one another so into the light beam
has brought that the lattice planes were perpendicular to the bundle axis and the
The slots in both grids ran parallel to each other. Then one of the bars stood
firmly, one could move the second one to increase or decrease the rays of light
less' cut off. Furthermore, it has then been proposed to have two fixed grids
at a greater distance from each other to switch on the light beam and the first
To image the grid with the help of a mirror or the like on the second grid, so that
to generate the change in intensity only the imaging element, so z. B.
the mirror that was to move. Both facilities have the disadvantage that by the
Bars of the grid always cut off at least half of all light rays
is, so half of the light remains unused.
Diesen Nachteil des Lichtverlustes schränkt man nach der Erfindung
in hohem Maße dadurch ein, daß man in das Lichtstrahlenbündel einen durchsichtigen
Körper so schaltet, daß das Lichtbündel unter dem Grenzwinkel der Totalreflexion
auf eine Grenzfläche dieses Körpers fällt, und daß man den Körper, durch dessen
Lagenänderung die Intensitätsschwankungen des Lichtbündels hervorgerufen werden
sollen, auf der Rückseite der erwähnten Grenzfläche so anordnet, daß er diese Fläche
fast oder vollkommen berührt, so daß sich durch eine Bewegung des Körpers die Intensitäten
des durch die Grenzfläche hindurchtretenden und des von ihr reflektierten Teils
des- Strahlenbündels ändern. Außer der Verminderung des Lichtverlustes ergibt sich
ferner noch der Vorteil, daß nur sehr kleine Massen um sehr kleine Beträge bewegt
werden müssen. Es hat sich gezeigt, daß die Intensitätsänderungen nicht nur im Augenblick
der vollkommenen Berührung oder Aufhebung dieser Berührung stattfinden, sondern
daß solche Änderungen bereits dann eintreten, wenn der bewegte Körper noch um eine
Lichtwellenlänge, im Mittel also ungefähr um 1/2,u von der Grenzfläche entfernt
ist. Die Einrichtung läßt sich daher als Gerät zum Messen kleiner, unterhalb eines
Mikrons liegender Längen oder, wenn - der bewegte Körper drehbar angeordnet wird,
zum Messen entsprechend kleiner Winkel ausbilden.
Wegen der guten
Lichtausnutzung und der :Möglichkeit, die zu bewegenden Massen sowohl wie die von
ihnen zurückzulegenden Wege sehr zu beschränken, läßt sich die Einrichtung aber
mit besonderem Vorteil als Sendegerät zur Übertragung von Tonschwingungen auf größere
Entfernungen mit Hilfe eines Lichtstrahlenbündels ausbilden, wobei der zu bewegende
Körper mit der Membran eines Telephons verbunden oder von der Membran selbst gebildet
wird. Auch bei den Einrichtungen zur Bildfernübertragung läßt sich die der Erfindung
entsprechende Vorrichtung zum Steuern der Lichtstärke im Empfänger entsprechend
der Stärke der vom Sender ausgehenden elektrischen Ströme z. B. mit Vorteil verwenden.This disadvantage of loss of light is limited according to the invention
to a large extent by the fact that a transparent beam is inserted into the light beam
Body switches in such a way that the light beam is below the critical angle of total reflection
falls on a boundary surface of this body, and that one passes through the body through its
Change of position causes the intensity fluctuations of the light beam
should be arranged on the back of the aforementioned interface so that it has this surface
almost or completely touched, so that the intensities are increased by a movement of the body
the part passing through the interface and the part reflected by it
of the beam change. In addition to the reduction in light loss, it results
furthermore the advantage that only very small masses are moved by very small amounts
Need to become. It has been shown that the changes in intensity are not just instantaneous
the perfect touch or cancellation of this touch take place, but
that such changes already occur when the moving body is still one
Light wavelength, on average about 1/2, u away from the interface
is. The device can therefore be used as a device for measuring smaller, below one
Microns of lying lengths or, if - the moving body is arranged to be rotatable,
Form correspondingly small angles for measuring.
Because of the good ones
Light utilization and the: possibility of the masses to be moved as well as those of
The establishment can, however, limit the distances to be covered very much
with particular advantage as a transmitter for the transmission of sound vibrations to larger ones
Forming distances with the help of a light beam, the one to be moved
Body connected to the membrane of a telephone or formed by the membrane itself
will. That of the invention can also be used with the devices for remote image transmission
corresponding device for controlling the light intensity in the receiver accordingly
the strength of the electrical currents emanating from the transmitter z. B. use with advantage.
Der, bewegte Körper mag z. B. aus Gummi -oder aus Quecksilber bestehen.
Als -besonders "zweckmäßig hat es sich erwiesen, beide Körper aus Glas herzustellen,
da sich beide dann gut aufeinander einschleifen lassen. Welches der beiden in ihrer
Intensität veränderten Teilstrahlenbündel man zur Übertragung von Schwingungen oder
Messung benutzt, ob das durch die erwähnte Grenzfläche hindurchtretende oder das
von ihr reflektierte Bündel, ist belanglos.The moving body may e.g. B. made of rubber or mercury.
It has proven to be particularly useful to manufacture both bodies from glass,
because both can then be easily grinded into each other. Which of the two in hers
Intensity changed partial beams one for the transmission of vibrations or
Measurement uses whether that passes through the mentioned interface or that
the bundle reflected by it is irrelevant.
In der Zeichnung ist beispielsweise in Abb. _ eine Einrichtung schematisch
wiedergegeben, die zur Übertragung der Sprache mit Hilfe des an der Grenzfläche
reflektierten Teilbündels dienen soll, und in Abb. 2 in einem schematisch gehaltenen
Grundriß eine Einrichtung, durch die Schwingungen einer Relaiszunge mit Hilfe des
durch die Grenzfläche hindurchtretenden Teilbündels übertragen werden sollen.In the drawing, for example, a device is shown schematically in Fig. _
reproduced the transmission of speech with the help of the interface
should serve reflected partial bundle, and in Fig. 2 in a schematic
Plan a device by the vibrations of a relay tongue with the help of the
to be transmitted through the interface passing sub-bundle.
Die Einrichtung nach Abb. i hat eine Lichtquelle a, die durch eine
Sammellinse b auf die ebene Begrenzungsfläche cl einer aus Glas hergestellten,
fest angeordneten Halbkugel c abgebildet wird. Das abbildende Lichtbündel wird dabei
unter einem solchen Winkel auf die Fläche cl geworfen, daß es an dieser Fläche total
reflektiert wird, wenn die Halbkugel c mit dieser Fläche an Luft grenzt. Das reflektierte
Bündel fällt auf eine Sammellinse d, die ein Bild der Lichtquelle auf einer sich
in großer Entfernung befindenden Selenzelle e entwirft, die im Stromkreis einer
Batterie fliegt, in den zugleich ein Telephon g geschaltet ist, so daß Intensitätsschwankungen
des Lichtbündels als Töne im Telephon g wahrgenommen werden. Auf der Rückseite der
Grenzfläche cl ist ein an einer Telephonmembran h befestigter Glaskörper
i angeordnet. Die Membran k ist über einem Hufeisenmagnet lal ausgespannt,
der zwei hintereinandergeschaltete Magnetspulen h2 und 1a3 trägt. Diese Spulen sind
in Reihe mit einem Mikrophon y in den Stromkreis einer Batterie k geschaltet, und
zwar ist die Einrichtung so getroffen, daß bei einer Verstärkung des von der Batterie
k ausgehenden Stromes, also beim Sprechen gegen die Mikrophonmembran, die Telephonmembran
h vom Magnet Tal abgestoßen wird. Der Abstand zwischen dem Körper i und der Grenzfläche
cl ist so groß, daß beim größten, beim Sprechen gegen das Mikrophon i vorkommenden
Ausschlag der Membran h der Körper i die Fläche cl berührt, so daß bei der größten
Schwingung der Mikrophonmembran das nach der Selenzelle zielende Lichtbündel ausgelöscht
wird. Wie erwähnt, beeinflussen aber auch kleinere Ausschläge der Membran 1a die
Intensität des reflektierten Lichtbündels, so daß auch Sprachschwingungen im Telephon
g gut wahrnehmbar sind.The device according to Fig. I has a light source a, which is imaged by a converging lens b on the flat boundary surface cl of a firmly arranged hemisphere c made of glass. The imaging light bundle is thrown onto the surface cl at such an angle that it is totally reflected on this surface when the hemisphere c with this surface borders on air. The reflected bundle falls on a converging lens d, which creates an image of the light source on a selenium cell e at a great distance, which flies in the circuit of a battery in which a telephone g is connected at the same time, so that fluctuations in the intensity of the light bundle as tones in the telephone g can be perceived. A glass body i fastened to a telephone membrane h is arranged on the rear side of the interface cl. The membrane k is stretched out over a horseshoe magnet lal which carries two magnet coils h2 and 1a3 connected in series. These coils are connected in series with a microphone y in the circuit of a battery k, and the device is designed so that when the current from the battery k is amplified, i.e. when speaking against the microphone diaphragm, the telephone diaphragm h from the magnet valley is repelled. The distance between the body i and the interface cl is so great that when the membrane h rises the greatest when speaking against the microphone i, the body i touches the surface cl, so that when the microphone membrane vibrates the greatest, the one aimed at the selenium cell Light beam is extinguished. As mentioned, however, smaller deflections of the membrane 1a also influence the intensity of the reflected light beam, so that speech vibrations in the telephone g are also clearly perceptible.
Bei der in Abb. 2 dargestellten Einrichtung wird eine Lichtquelle
l auf eine ebene Grenzfläche -oral eines Glaskörpers m abgebildet, wobei wiederum
der Achsenstrahl des abbildenden Bündels unter dem Grenzwinkel der Totalreflexion
auf die ° Fläche in- fällt. Gegen die Fläche ml legt sich ein Glaskörper n, der
an der Zunge o' eines polarisierten Relais o befestigt ist, das zwei Erregerspulen
o2 und o3 hat, über denen zwei Polschuhe o4 und o5 angebracht sind. Der Glaskörper
4a liegt hier im Ruhezustande der Zunge o' an der Fläche m'- an. Das abbildende
Lichtbündel tritt in diesem Zustand daher in den Glaskörper n über und geht durch
ihn hindurch. Durch eine Sammellinse p wird es dann auf einer (nicht gezeichneten)
Empfangseinrichtung -abgebildet. Wird durch Erregen des Relais o der Körper ra von
der Fläche -oral abgehoben, so wird das diese Fläche durchsetzende Lichtbündel geschwächt
oder ganz ausgelöscht und die Lichtstrahlen an der Fläche in l durch Totalreflexion
abgelenkt.In the device shown in Fig. 2, a light source is used
l mapped onto a flat interface -oral of a vitreous body m, in turn
the axial ray of the imaging bundle at the critical angle of total reflection
falls on the ° surface. Against the surface ml lies a glass body n, the
is attached to the tongue o 'of a polarized relay o which has two excitation coils
o2 and o3, over which two pole pieces o4 and o5 are attached. The vitreous
4a is here in the resting state of the tongue o 'on the surface m'-. The depicting
In this state, the light beam therefore enters the glass body n and passes through it
through it. Through a converging lens p it is then on a (not shown)
Receiving device - shown. Is by energizing the relay o the body ra of
If the surface is lifted orally, the light beam penetrating this surface is weakened
or completely extinguished and the rays of light on the surface in l by total reflection
diverted.